JP2007157305A - Data reproducing method and device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data reproducing method and a device capable of precisely reproducing digital data recorded as a hologram at high-S/N. <P>SOLUTION: Each pixel 2 of a display image 1 of a spatial light modulator is read by a unit 3 consisting of a 3×3 pixels of an imaging element, and the maximum luminance value among the luminance values of the nine pixels included in the unit 3 is made as a detection signal 5. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、データ再生方法及び装置に係り、特に、二値のデジタルデータを記録したホログラムから、記録されたデジタルデータを精度よく再生するデータ再生方法及び装置に関する。   The present invention relates to a data reproducing method and apparatus, and more particularly to a data reproducing method and apparatus for accurately reproducing recorded digital data from a hologram in which binary digital data is recorded.

ホログラフィック・データ・ストレージでは、二値のデジタルデータに応じて生成された信号光パターンを空間光変調器に表示し、表示されたパターンに応じてレーザ光を変調することで、信号光が生成される。生成された信号光は参照光と共に光記録媒体に照射され、光記録媒体中で信号光と参照光とが干渉することで、干渉パターンがホログラムとして記録される。再生時には、参照光だけを光記録媒体に照射すると、照射された参照光はホログラムによって回折され、記録した信号光パターンに応じた回折像が再生される。この再生像をＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子で撮像して電気信号に変換することにより、信号光に保持されたデジタルデータを読み取ることができる。   In holographic data storage, a signal light pattern generated according to binary digital data is displayed on a spatial light modulator, and laser light is modulated according to the displayed pattern to generate signal light. Is done. The generated signal light is irradiated onto the optical recording medium together with the reference light, and the interference light is recorded as a hologram by the interference between the signal light and the reference light in the optical recording medium. At the time of reproduction, when the optical recording medium is irradiated with only the reference light, the irradiated reference light is diffracted by the hologram, and a diffraction image corresponding to the recorded signal light pattern is reproduced. By capturing this reproduced image with an image sensor such as a CCD or CMOS sensor and converting it into an electrical signal, digital data held in the signal light can be read.

再生信号の処理方法としては、信号光を生成する空間光変調器の画素と再生像の読み取る撮像素子の画素とをマッチさせて再生像を読み取る画素マッチシステムと、空間光変調器の１画素を撮像素子の複数画素を用いて読み取る画素サンプリングシステムと、が提案されている（特許文献１）。後者の画素サンプリングシステムの方が、アライメントの制約が少ない点でメリットがある。   As a processing method of a reproduction signal, a pixel matching system that reads a reproduction image by matching a pixel of a spatial light modulator that generates signal light and a pixel of an image sensor that reads the reproduction image, and one pixel of the spatial light modulator. A pixel sampling system that reads using a plurality of pixels of an image sensor has been proposed (Patent Document 1). The latter pixel sampling system is advantageous in that there are fewer alignment restrictions.

画素サンプリングシステムでは、例えば、空間光変調器の１画素を撮像素子の２×２画素で受光し、これら４画素の平均輝度を検出信号とする。この方法では、再生データのアドレッシングのために、再生像中に配置された基準パターン（マーカー）の位置を検出し、二次元に配置されたアドレスごとに平均輝度を読み取りこれをデータとする。
特開２００４−３６２６８６号公報 In the pixel sampling system, for example, one pixel of the spatial light modulator is received by 2 × 2 pixels of the image sensor, and the average luminance of these four pixels is used as a detection signal. In this method, for addressing the reproduction data, the position of the reference pattern (marker) arranged in the reproduction image is detected, and the average luminance is read for each address arranged two-dimensionally and used as data.
JP 2004-362686 A

しかしながら、ホログラムから再生された再生画像には、光学系等に起因する歪が発生している場合がある。このように再生画像に歪がある場合には、計算された二次元アドレスと実際のアドレスとが一致せず、結果として読み取りエラーが発生する、という問題がある。また、開口率の低い空間光変調器を用いた場合には、複数画素の平均輝度を検出信号とする平均化処理により輝度が低下し、ＳＮＲが劣化する、という問題がある。   However, there is a case where distortion due to an optical system or the like is generated in a reproduced image reproduced from a hologram. When the reproduced image is distorted as described above, there is a problem that the calculated two-dimensional address does not match the actual address, and as a result, a reading error occurs. In addition, when a spatial light modulator with a low aperture ratio is used, there is a problem that the luminance is lowered by the averaging process using the average luminance of a plurality of pixels as a detection signal, and the SNR is deteriorated.

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、ホログラムとして記録されたデジタルデータを、高Ｓ／Ｎで精度よく再生することができるデータ再生方法及び装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a data reproduction method and apparatus capable of accurately reproducing digital data recorded as a hologram with high S / N. It is to provide.

上記目的を達成するために本発明のデータ再生方法は、二値のデジタルデータを明暗画像で表す信号光と参照光とを同時に照射して前記信号光をホログラムとして記録した光記録媒体に、読出し光として前記参照光を照射し、前記参照光の照射により前記ホログラムから再生された再生光を受光素子に結像し、該再生光を結像して得られた明暗画像の各画素を、前記受光素子の複数画素で受光し、前記複数画素の輝度値の中で最大の輝度値が、対応する明暗画像の画素の輝度値となるように、前記受光素子からの検出信号を処理し、二値のデジタルデータを復号することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the data reproducing method of the present invention reads out binary digital data onto an optical recording medium in which signal light representing a light and dark image and reference light are simultaneously irradiated to record the signal light as a hologram. Irradiating the reference light as light, imaging the reproduction light reproduced from the hologram by irradiation of the reference light on a light receiving element, and each pixel of the light and dark image obtained by imaging the reproduction light, Light is received by a plurality of pixels of the light receiving element, and the detection signal from the light receiving element is processed so that the maximum luminance value among the luminance values of the plurality of pixels becomes the luminance value of the pixel of the corresponding light and dark image, It is characterized by decoding digital data of values.

本発明のデータ再生方法では、再生光を結像して得られた明暗画像の各画素を受光素子の複数画素で受光し、複数画素の輝度値の中で最大の輝度値が対応する明暗画像の画素の輝度値となるように受光素子からの検出信号を処理することで、計算されたアドレスと実際のアドレスのずれを解消することができ、デジタルデータを高Ｓ／Ｎで精度よく再生することができる。また、受光素子の複数画素内で平均化処理を行わないのでコントラストが鮮明になる。   In the data reproduction method of the present invention, each pixel of the light and dark image obtained by imaging the reproduction light is received by a plurality of pixels of the light receiving element, and the light and dark image corresponding to the maximum luminance value among the luminance values of the plurality of pixels. By processing the detection signal from the light receiving element so as to obtain the luminance value of the pixel, the deviation between the calculated address and the actual address can be eliminated, and the digital data is accurately reproduced with high S / N. be able to. Further, since the averaging process is not performed within a plurality of pixels of the light receiving element, the contrast becomes clear.

以上説明したように本発明によれば、デジタルデータを高Ｓ／Ｎで精度よく再生することができる、という効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an effect that digital data can be accurately reproduced with high S / N.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（高Ｓ／Ｎ化の原理）
図１は本発明の高Ｓ／Ｎ化の原理を説明するための図である。また、図２は従来の画素サンプリングの方式を説明するための図である。この例では、空間光変調器（ＳＬＭ）の表示画像が再生像として得られている。また、空間光変調器の１画素を撮像素子（ＣＣＤ）の３×３画素で読み取っている。図１及び図２では、色の濃い画素の方が輝度が高く明るいものとする。 (Principle of high S / N)
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of increasing the S / N ratio of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional pixel sampling method. In this example, a display image of the spatial light modulator (SLM) is obtained as a reproduced image. Further, one pixel of the spatial light modulator is read by 3 × 3 pixels of the image sensor (CCD). In FIG. 1 and FIG. 2, it is assumed that the darker pixel has higher brightness and brightness.

従来方式では、図２に示すように、空間光変調器の表示画像１の所定画素２を、撮像素子の３×３画素からなるユニット３で読み取り、ユニット３に含まれる９画素の平均輝度を検出信号４としていた。この方法では、平均化処理された結果、撮像素子のユニット２の読み取り輝度が再生像の輝度とは異なるものとなる。このため、再生画像に歪がある場合には、計算された二次元アドレスと実際のアドレスとが一致せず、結果として読み取りエラーが発生する。また、開口率の低い空間光変調器を用いた場合には、平均化処理により輝度が低下し、ＳＮＲが劣化する。   In the conventional method, as shown in FIG. 2, the predetermined pixel 2 of the display image 1 of the spatial light modulator is read by the unit 3 composed of 3 × 3 pixels of the image sensor, and the average luminance of 9 pixels included in the unit 3 is obtained. The detection signal was 4. In this method, as a result of the averaging process, the reading luminance of the unit 2 of the image sensor becomes different from the luminance of the reproduced image. For this reason, when the reproduced image is distorted, the calculated two-dimensional address does not match the actual address, and as a result, a reading error occurs. Further, when a spatial light modulator with a low aperture ratio is used, the luminance is lowered by the averaging process, and the SNR is deteriorated.

本発明では、図１に示すように、空間光変調器の表示画像１の所定画素２を、撮像素子の３×３画素からなるユニット３で読み取り、ユニット３に含まれる９画素の輝度値の中で最大の輝度値を検出信号５とする。この方法では、計算されたアドレスと実際のアドレスのずれを解消することができ、デジタルデータを高Ｓ／Ｎで精度よく再生することができる。また、受光素子の複数画素内で平均化処理を行わないのでコントラストが鮮明になる。実験結果は実施の形態の中で示す。   In the present invention, as shown in FIG. 1, a predetermined pixel 2 of a display image 1 of a spatial light modulator is read by a unit 3 composed of 3 × 3 pixels of an image sensor, and luminance values of 9 pixels included in the unit 3 are read. The maximum luminance value is the detection signal 5. In this method, the difference between the calculated address and the actual address can be eliminated, and digital data can be accurately reproduced with high S / N. Further, since the averaging process is not performed within a plurality of pixels of the light receiving element, the contrast becomes clear. Experimental results are shown in the embodiment.

（第１の実施の形態）
図４は、第１の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の概略構成を示す図である。図示した通り、この記録再生装置では信号光と参照光とを同軸で光記録媒体に照射することができる。 (First embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment. As shown in the figure, the recording / reproducing apparatus can irradiate the optical recording medium with the signal light and the reference light coaxially.

このホログラム記録再生装置には、コヒーレント光であるレーザ光を発振する光源１０が設けられている。光源１０のレーザ光照射側には、レンズ１２、１４からなるビームエキスパンダ１５が配置されている。ビームエキスパンダ１５の光透過側には、所定方向の偏光だけを透過すると共にそれ以外の偏光を反射する偏光ビームスプリッタ１６が配置されている。以下では、偏光ビームスプリッタ１６は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するものとして説明する。   The hologram recording / reproducing apparatus is provided with a light source 10 that oscillates laser light that is coherent light. A beam expander 15 including lenses 12 and 14 is disposed on the laser light irradiation side of the light source 10. On the light transmission side of the beam expander 15, a polarization beam splitter 16 that transmits only polarized light in a predetermined direction and reflects other polarized light is disposed. In the following description, it is assumed that the polarizing beam splitter 16 transmits P-polarized light and reflects S-polarized light.

偏光ビームスプリッタ１６の光反射側には、反射型の空間光変調器１８が配置されている。空間光変調器１８は、パターン発生器３２を介してパーソナルコンピュータ３０に接続されている。パターン発生器３２は、パーソナルコンピュータ３０から供給されたデジタルデータに応じて空間光変調器１８に表示するパターンを生成し、空間光変調器１８は、表示パターンに応じて入射したレーザ光を変調し、ページ毎のデジタル画像（信号光）と参照光とを生成する。生成された信号光と参照光とは、偏光ビームスプリッタ１６の方向に反射され、偏光ビームスプリッタ１６を透過する。偏光ビームスプリッタ１６の信号光透過側には、１/４波長板２０、レンズ２２、２４、フーリエ変換レンズ２６が光路に沿ってこの順に配置されている。   A reflective spatial light modulator 18 is disposed on the light reflection side of the polarization beam splitter 16. The spatial light modulator 18 is connected to the personal computer 30 via the pattern generator 32. The pattern generator 32 generates a pattern to be displayed on the spatial light modulator 18 according to the digital data supplied from the personal computer 30, and the spatial light modulator 18 modulates the incident laser light according to the display pattern. A digital image (signal light) and reference light for each page are generated. The generated signal light and reference light are reflected in the direction of the polarization beam splitter 16 and pass through the polarization beam splitter 16. On the signal light transmitting side of the polarizing beam splitter 16, a quarter wavelength plate 20, lenses 22, 24, and a Fourier transform lens 26 are arranged in this order along the optical path.

ホログラム再生時、光記録媒体２８に参照光が照射されると、照射された参照光は、ホログラムによって回折され、回折光は光記録媒体２８の反射層２８ａでフーリエ変換レンズ２６の方向に反射される。反射された回折光は、偏光ビームスプリッタ１６に入射し、光検出器３６の方向に反射される。偏光ビームスプリッタ１６の回折光反射側には、ＣＣＤやＣＭＯＳアレイ等の撮像素子で構成され、受光した再生光（回折光）を電気信号に変換して出力する光検出器３６が配置されている。光検出器３６は、パーソナルコンピュータ３０に接続されている。   When reproducing the hologram, when the optical recording medium 28 is irradiated with the reference light, the irradiated reference light is diffracted by the hologram, and the diffracted light is reflected by the reflection layer 28a of the optical recording medium 28 in the direction of the Fourier transform lens 26. The The reflected diffracted light enters the polarization beam splitter 16 and is reflected in the direction of the photodetector 36. On the diffracted light reflecting side of the polarization beam splitter 16, a photodetector 36 is arranged which is composed of an image sensor such as a CCD or CMOS array and converts the received reproduction light (diffracted light) into an electric signal and outputs it. . The photodetector 36 is connected to the personal computer 30.

本実施の形態では、図５に示すように、光検出器３６は複数の画素からなる受光ユニットＡ1〜Ａnから構成されており、各ユニットは空間光変調器１８の各画素に対応して設けられている。これにより、光検出器３６の各画素で検出された輝度値（画像データ）は、受光ユニット毎に区分されると共に、空間光変調器１８の各画素と対応付けられて、パーソナルコンピュータ３０に入力される。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the light detector 36 is constituted by a light-receiving unit A 1 to A n comprising a plurality of pixels, each unit corresponding to each pixel of the spatial light modulator 18 Is provided. Thereby, the luminance value (image data) detected by each pixel of the light detector 36 is classified for each light receiving unit and is input to the personal computer 30 in association with each pixel of the spatial light modulator 18. Is done.

次に、パーソナルコンピュータ３０によって実行される記録再生処理の処理ルーチンについて説明する。図６は記録再生処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。まず、ユーザは入力装置（図示せず）を操作して、記録処理か再生処理かを選択する。デジタルデータをホログラムとして記録する場合には、記録するデジタルデータを予めパーソナルコンピュータに入力しておく。   Next, a processing routine of recording / reproducing processing executed by the personal computer 30 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the processing routine of the recording / reproducing process. First, the user operates an input device (not shown) and selects recording processing or reproduction processing. When digital data is recorded as a hologram, the digital data to be recorded is input to a personal computer in advance.

ステップ１００で、記録処理が選択されたか、再生処理が選択されたかを判断し、記録処理が選択された場合には、ステップ１０２で、光源１０からレーザ光を照射すると共にパーソナルコンピュータ３０からデジタルデータを所定のタイミングで出力し、ホログラムの記録処理を実行して、ルーチンを終了する。   In step 100, it is determined whether the recording process is selected or the reproduction process is selected. If the recording process is selected, the laser light is emitted from the light source 10 and the digital data is received from the personal computer 30 in step 102. Is output at a predetermined timing, hologram recording processing is executed, and the routine is terminated.

ここで、ホログラムの記録処理について説明する。
光源１０から発振されたレーザ光は、ビームエキスパンダ１５により大径のビームにコリメートされて、偏光ビームスプリッタ１６に入射し、空間光変調器１８の方向に反射される。パーソナルコンピュータ３０からデジタルデータが入力されると、パターン発生器３２において、供給されたデジタルデータに応じて信号光パターンが生成され、参照光パターンと合成されて、空間光変調器１８に表示されるパターンが生成される。空間光変調器１８では、表示されたパターンに応じてレーザ光が偏光変調され、信号光と参照光とが生成される。 Here, the hologram recording process will be described.
The laser light oscillated from the light source 10 is collimated into a large-diameter beam by the beam expander 15, enters the polarization beam splitter 16, and is reflected in the direction of the spatial light modulator 18. When digital data is input from the personal computer 30, the pattern generator 32 generates a signal light pattern according to the supplied digital data, combines it with the reference light pattern, and displays it on the spatial light modulator 18. A pattern is generated. In the spatial light modulator 18, the laser light is polarization-modulated according to the displayed pattern, and signal light and reference light are generated.

例えば、図７に示すように、空間光変調器１８の中央部分をデータ表示用（信号光用）に使用すると共に、空間光変調器１８の周辺部分を参照光用に使用する。空間光変調器１８の中央部分に入射したレーザ光は、表示パターンに応じて偏光変調され、信号光が生成される。一方、空間光変調器１８の周辺部分に入射したレーザ光は、表示パターンに応じて偏光変調され、参照光が生成される。   For example, as shown in FIG. 7, the central portion of the spatial light modulator 18 is used for data display (for signal light), and the peripheral portion of the spatial light modulator 18 is used for reference light. The laser light incident on the central portion of the spatial light modulator 18 is polarization-modulated according to the display pattern to generate signal light. On the other hand, the laser light incident on the peripheral portion of the spatial light modulator 18 is polarization-modulated according to the display pattern to generate reference light.

空間光変調器１８で偏光変調された信号光及び参照光は、偏光ビームスプリッタ１６に照射され、偏光ビームスプリッタ１６を透過して直線偏光の振幅分布に変換される。その後、１/４波長板２０で円偏光に変換され、レンズ２２によりフーリエ変換される。信号光及び参照光は、レンズ２４で逆フーリエ変換され、レンズ２６により再びフーリエ変換されて、光記録媒体２８に同時に且つ同軸で照射される。これによって、光記録媒体２８中で信号光と参照光とが干渉して、干渉パターンがホログラムとして記録される。   The signal light and the reference light that have been polarization-modulated by the spatial light modulator 18 are applied to the polarization beam splitter 16 and transmitted through the polarization beam splitter 16 to be converted into linearly polarized amplitude distribution. Thereafter, the light is converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 20 and Fourier-transformed by the lens 22. The signal light and the reference light are inverse Fourier transformed by the lens 24, Fourier transformed again by the lens 26, and irradiated onto the optical recording medium 28 simultaneously and coaxially. As a result, the signal light and the reference light interfere with each other in the optical recording medium 28, and the interference pattern is recorded as a hologram.

図６のステップ１００で、再生処理が選択された場合には、ステップ１０４で、再生画像の取得処理を開始する。即ち、光源１０からレーザ光を照射し、再生画像の取得処理を実行する。   If reproduction processing is selected in step 100 of FIG. 6, reproduction image acquisition processing is started in step 104. In other words, a laser beam is emitted from the light source 10 to execute a reproduction image acquisition process.

ここで、再生画像の取得処理について説明する。
図８に示すように、空間光変調器１８の中央部分に遮光パターン（全部、黒画素）を表示し、空間光変調器１８の周辺部分には記録時と同じ参照光パターンを表示する。これにより、空間光変調器１８の周辺部分に入射したレーザ光だけが偏光変調されて参照光が生成され、偏光ビームスプリッタ１６を透過して振幅分布に変換された後、光記録媒体２８のホログラムが記録された領域に参照光だけが照射される。 Here, a reproduction image acquisition process will be described.
As shown in FIG. 8, a light-shielding pattern (all black pixels) is displayed in the central portion of the spatial light modulator 18, and the same reference light pattern as in recording is displayed in the peripheral portion of the spatial light modulator 18. As a result, only the laser light incident on the peripheral portion of the spatial light modulator 18 is polarized and modulated to generate reference light, which is transmitted through the polarization beam splitter 16 and converted into an amplitude distribution, and then the hologram of the optical recording medium 28. Only the reference light is irradiated to the area where the is recorded.

照射された参照光は、ホログラムによって回折され、回折光は光記録媒体２８の反射層２８ａでレンズ２６の方向に反射される。反射された回折光は、レンズ２６より逆フーリエ変換され、レンズ２４、２２でリレーされ、１/４波長板２０でＳ偏光に変換されて、偏光ビームスプリッタ１６に入射し、光検出器３６の方向に反射される。レンズ２２の焦点面では再生像を観察することができる。   The irradiated reference light is diffracted by the hologram, and the diffracted light is reflected in the direction of the lens 26 by the reflection layer 28 a of the optical recording medium 28. The reflected diffracted light is subjected to inverse Fourier transform from the lens 26, relayed by the lenses 24 and 22, converted to S-polarized light by the quarter-wave plate 20, and incident on the polarization beam splitter 16. Reflected in the direction. A reproduced image can be observed on the focal plane of the lens 22.

この再生像が光検出器３６によって検出される。検出されたアナログデータは光検出器３６によってＡ／Ｄ変換され、再生画像の画像データがパーソナルコンピュータ３０に入力され、ＲＡＭ（図示せず）に保持される。上述した通り、光検出器３６の各画素で検出された輝度値（画像データ）は、受光ユニット毎に区分されると共に、空間光変調器１８の各画素と対応付けられて、パーソナルコンピュータ３０に入力される。   This reproduced image is detected by the photodetector 36. The detected analog data is A / D converted by the photodetector 36, and the image data of the reproduced image is input to the personal computer 30 and held in the RAM (not shown). As described above, the luminance value (image data) detected by each pixel of the light detector 36 is classified for each light receiving unit and is associated with each pixel of the spatial light modulator 18 to be transmitted to the personal computer 30. Entered.

次に、ステップ１０６に進み、ＲＡＭに保持された再生画像の画像データを読み出し、光検出器３６の受光ユニット毎に最大の輝度値が、受光ユニットに対応する空間光変調器１８の画素の輝度値となるように、読み出した画像データを処理する。そして、次のステップ１０８で、二値のデジタルデータを復号して、ルーチンを終了する。これにより、信号光に保持されたデジタルデータが精度よく復号される。   Next, the process proceeds to step 106, where the image data of the reproduced image held in the RAM is read out, and the maximum luminance value for each light receiving unit of the photodetector 36 is the luminance of the pixel of the spatial light modulator 18 corresponding to the light receiving unit. The read image data is processed so as to be a value. In the next step 108, the binary digital data is decoded and the routine is terminated. Thereby, the digital data held in the signal light is accurately decoded.

上述した方法でデジタルデータをホログラム記録し再生した。図３（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、従来方法と本発明の方式でホログラムを記録し再生したときの再生信号のヒストグラムである。横軸は２５６階調で表現した輝度値を表し、縦軸は画素の検出頻度を表す。●は黒画素をプロットしたものであり、○は白画素をプロットしたものである。   Digital data was recorded on a hologram and reproduced by the method described above. 3A and 3B are histograms of reproduced signals when holograms are recorded and reproduced by the conventional method and the method of the present invention, respectively. The horizontal axis represents the luminance value expressed in 256 gradations, and the vertical axis represents the pixel detection frequency. ● is a plot of black pixels, and ○ is a plot of white pixels.

実験結果より、本発明のデータ再生方法（図３（Ｂ））では、従来の方法（図３（Ａ））に比べて、黒画素の階調が減少し、白画素の階調が増加して、コントラストが高くなったことがわかる。   From the experimental results, in the data reproduction method of the present invention (FIG. 3B), the gradation of the black pixels is decreased and the gradation of the white pixels is increased compared to the conventional method (FIG. 3A). It can be seen that the contrast has increased.

従来方式では、図２に示すように、空間光変調器の表示画像１の所定画素２を、撮像素子の３×３画素からなるユニット３で読み取り、ユニット３に含まれる９画素の平均輝度を検出信号４としていた。この方法では、平均化処理された結果、撮像素子のユニット２の読み取り輝度が再生像の輝度とは異なるものとなる。このため、再生画像に歪がある場合には、計算された二次元アドレスと実際のアドレスとが一致せず、結果として読み取りエラーが発生する。また、開口率の低い空間光変調器を用いた場合には、平均化処理により輝度が低下し、ＳＮＲが劣化する。   In the conventional method, as shown in FIG. 2, the predetermined pixel 2 of the display image 1 of the spatial light modulator is read by the unit 3 composed of 3 × 3 pixels of the image sensor, and the average luminance of 9 pixels included in the unit 3 is obtained. The detection signal was 4. In this method, as a result of the averaging process, the reading luminance of the unit 2 of the image sensor becomes different from the luminance of the reproduced image. For this reason, when the reproduced image is distorted, the calculated two-dimensional address does not match the actual address, and as a result, a reading error occurs. Further, when a spatial light modulator with a low aperture ratio is used, the luminance is lowered by the averaging process, and the SNR is deteriorated.

これに対し、本発明では、図１に示すように、空間光変調器の表示画像１の所定画素２を、撮像素子の３×３画素からなるユニット３で読み取り、ユニット３に含まれる９画素の輝度値の中で最大の輝度値を検出信号５とする。この方法では、計算されたアドレスと実際のアドレスのズレを解消することができ、デジタルデータを高Ｓ／Ｎで精度よく再生することができる。また、受光素子の複数画素内で平均化処理を行わないのでコントラストが鮮明になる。   On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 1, the predetermined pixel 2 of the display image 1 of the spatial light modulator is read by the unit 3 composed of 3 × 3 pixels of the image sensor, and the nine pixels included in the unit 3 are read. The maximum luminance value among the luminance values is set as the detection signal 5. In this method, the deviation between the calculated address and the actual address can be eliminated, and digital data can be accurately reproduced with high S / N. Further, since the averaging process is not performed within a plurality of pixels of the light receiving element, the contrast becomes clear.

本発明の高Ｓ／Ｎ化の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of high S / N improvement of this invention. 従来の画素サンプリングの方式を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system of the conventional pixel sampling. （Ａ）及び（Ｂ）は再生像から複号された信号のヒストグラムを表す図である。(A) And (B) is a figure showing the histogram of the signal decoded from the reproduced image. 第１の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 光検出器の受光ユニットの配置図である。It is arrangement | positioning drawing of the light-receiving unit of a photodetector. 記録再生処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing routine of a recording / reproducing process. 空間光変調器の表示画像を示す図である。It is a figure which shows the display image of a spatial light modulator. 再生画像を取得する場合の空間光変調器の表示画像を示す図である。It is a figure which shows the display image of a spatial light modulator in the case of acquiring a reproduced image.

符号の説明Explanation of symbols

１ 表示画像
２ 所定画素
３ ユニット
４ 検出信号
５ 検出信号
１０ 光源
１２，１４ レンズ
１５ ビームエキスパンダ
１６ 偏光ビームスプリッタ
１８ 空間光変調器
２０ 波長板
２２ レンズ
２４ レンズ
２６ フーリエ変換レンズ
２８ 光記録媒体
２８ａ 反射層
３０ パーソナルコンピュータ
３２ パターン発生器
３６ 光検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display image 2 Predetermined pixel 3 Unit 4 Detection signal 5 Detection signal 10 Light source 12, 14 Lens 15 Beam expander 16 Polarizing beam splitter 18 Spatial light modulator 20 Wavelength plate 22 Lens 24 Lens 26 Fourier transform lens 28 Optical recording medium 28a Reflection Layer 30 personal computer 32 pattern generator 36 photodetector

Claims (2)

二値のデジタルデータを明暗画像で表す信号光と参照光とを同時に照射して前記信号光をホログラムとして記録した光記録媒体に、読出し光として前記参照光を照射し、
前記参照光の照射により前記ホログラムから再生された再生光を受光素子に結像し、
該再生光を結像して得られた明暗画像の各画素を、前記受光素子の複数画素で受光し、
前記複数画素の輝度値の中で最大の輝度値が、対応する明暗画像の画素の輝度値となるように、前記受光素子からの検出信号を処理し、二値のデジタルデータを復号する、
データ再生方法。 Irradiating the reference light as a readout light onto an optical recording medium in which the signal light representing binary digital data represented by a bright and dark image and the reference light are simultaneously irradiated to record the signal light as a hologram,
Imaging the reproduction light reproduced from the hologram by irradiation of the reference light on a light receiving element,
Each pixel of the light and dark image obtained by imaging the reproduction light is received by a plurality of pixels of the light receiving element,
Processing the detection signal from the light receiving element so that the maximum luminance value among the luminance values of the plurality of pixels is the luminance value of the pixel of the corresponding light and dark image, and decoding binary digital data;
Data playback method. 二値のデジタルデータを明暗画像で表す信号光と参照光とを同時に照射して前記信号光をホログラムとして記録した光記録媒体に、読出し光として前記参照光を照射する参照光照射手段と、
前記参照光の照射により前記ホログラムから再生された再生光を結像する結像手段と、
該再生光を結像して得られた明暗画像の各画素を、複数画素で受光する受光素子と、
前記複数画素の輝度値の中で最大の輝度値が、対応する明暗画像の画素の輝度値となるように、前記受光素子からの検出信号を処理し、二値のデジタルデータを復号するデータ処理手段と、
を備えたデータ再生装置。
Reference light irradiating means for irradiating the reference light as readout light to an optical recording medium in which the signal light representing binary digital data represented by a bright and dark image and reference light are simultaneously irradiated to record the signal light as a hologram;
Imaging means for imaging the reproduction light reproduced from the hologram by irradiation of the reference light;
A light receiving element for receiving each pixel of a light and dark image obtained by imaging the reproduction light by a plurality of pixels;
Data processing for processing the detection signal from the light receiving element and decoding the binary digital data so that the maximum luminance value among the luminance values of the plurality of pixels becomes the luminance value of the pixel of the corresponding bright and dark image Means,
A data reproducing apparatus comprising:
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